U形坡口焊条电弧焊ANSYS三维数值模拟研究

发布时间：2025-02-11 15:49

　　 以150mm×300mm×30mm的Q355平板、J606RH焊材为研究对象,建立U形坡口焊条电弧焊的三维有限元模型,利用ANSYS的热-结构耦合分析法,对焊接过程进行数值模拟研究。成功预测U形坡口焊条电弧焊的温度场、焊接残余应力的分布,并模拟计算得出焊接最大残余应力都小于母材、焊材的屈服极限,为U形坡口焊条电弧焊接结构设计提供理论支持和工程指导。

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【部分图文】：

图1 U形焊缝坡口

(1）研究对象采用150mm×300mm×30mm的Q355标准平板试件，U形对接焊，焊缝坡口如图1所示。(2）模型网格U形焊缝是通过焊条焊接形成的。为达到真实模拟的效果，采用了单元“生死技术”，因此单元必须具备生死、耦合功能，可进行热-应力耦合分析，由此根据上述条件，焊接试件母....

图2 U形焊缝网格划分模型

(2）模型网格U形焊缝是通过焊条焊接形成的。为达到真实模拟的效果，采用了单元“生死技术”，因此单元必须具备生死、耦合功能，可进行热-应力耦合分析，由此根据上述条件，焊接试件母材选用Plan13单元，焊缝区选用Solid5单元，网格划分模型如图2所示。(3）材料属性平板试件由两种材....

图3 正在焊接的U形焊缝

(1）温度场分析从图4可以看出，在U形焊件的焊缝中心线上，随着热源移动，无温度场集中现象。为了更全面地反映U形焊接过程，分别从焊缝长度、焊缝厚度、宽度三个方向不同的侧面，提取U形焊缝节点上的温度-时间历程变化曲线，进而分析研究其变化规律。图4U形焊缝温度分布

图4 U形焊缝温度分布

图3正在焊接的U形焊缝1）通过图5和图6可以看出，随着焊接热源沿着焊缝中心线的移动，U形焊缝长度方向中心线上各点温度变化都是从起始值急速上升至最大值，然后又迅速下降。并且可以看出，温度上升速度很显然大于温度下降速度，但温度下降速度平缓后，各节点的温度变化趋势基本相同。此外还可以....

本文编号：4033489